方第二個光敏單元對應的的編碼為-2如此類推。
[0016] 本編碼器工作時，通過聯軸器將本編碼器的輸入軸1與被測軸相連接，激光發射 裝置2裝在輸入軸上，且隨著輸入軸1的旋轉而旋轉，激光發射裝置2發射出的激光光束的 出射方向的反方向都經過透鏡組3的焦點，經過透鏡組3的作用，激光光束會垂直入射到 感光陣列元件的某一光敏像元上，如圖6所示，受光的光敏像元發出信號并傳輸到數據處 理模塊5中，數據處理模塊5讀出該信號相對應與儲存芯片51儲存記錄的編碼，即受光的 光敏單元相對應的編碼，，并將該編碼與儲存芯片51儲記錄的每一光敏單元的編碼進行查 找比對，計算單元從而根據該編碼計算出該編碼對應的角度，即被測軸此時的轉角。，如圖7 所示，輸入軸在不同的位置，受光照射的光敏單元不同，從而可獲得被測軸在不同位置的角 度。
[0017] 實施例二 本實施例為本發明新型的絕對式旋轉編碼器的測量方法，具體包括W下步驟： 51、 通過聯軸器將本編碼器的輸入軸與待測量轉軸相連，輸入軸與機械轉軸做同步旋 轉運動，同時激光發射裝置通電，發出激光； 52、 激光在凸透鏡的聚焦作用下，激光照射在感光陣列上的某一光敏單元，受光的光敏 單元發出信號并傳輸到步驟S3中的數據處理模塊； 53、 數據處理模塊根據步驟S2中發出的信號讀取儲存芯片所儲存記錄的該受光的光 敏單元相對應的編碼，計算單元并根據該編碼計算得出被測轉軸的轉角，其中，所述計算方 法具體為： a=6-& 其中：淀為被測軸轉動角 巧為經透鏡聚焦射出的激光與水平面的角度，其值存儲記錄于儲存芯片； 浸為出射激光與相對感光陣列中也和焦點所在直線的角度； n h 由凸透鏡的倒立、等大成像規律可知，如圖8所示；y，h為被激光照射的光敏 單元到感光陣列中也的距離，i = ?XJC，n為受光的光敏單元的編碼值，X為光敏單元與光敏 單元之間的距離；f為焦距； S4、數據處理模塊將計算得出的被測軸轉角信息輸出。
[001引 實施例S 本實施例將結合實施例一中的新型的絕對式旋轉編碼器及實施例二中的測量方法； 本實施例中，光敏單元與光敏單元的距離為7]i m，則x=7]i m ;凸透鏡的焦距；f=2cm ; 如圖2所示，激光6從激光發射裝置2發射出來，經過凸透鏡，凸透鏡改變激光的方向， 使激光垂直入射感光陣列元件41上的某一光敏單元上，該受光的光敏單元輸出信號到數 據處理模塊5中，數據處理模塊5讀出該信號相對應與儲存芯片51儲存記錄的編碼，即受 光的光敏單元相對應的編碼，計算單元52從而根據該編碼計算出該編碼對應的角度，即被 測軸此時的轉角。比如激光垂直入射感光陣列元件41中也上方第500光敏單元上，則此時 的輸入軸的轉角，即被測軸的轉角為： 為=巧 XX，n=5〇〇, x=7 y m,貝ij ; 片=500 X 7=巧撕= 0.35c巧 1 h 浸=arct逝 ^，f=2cm，則： iJ e = arctatiHl= 9 J262457F = 9*5534" 2 輸入軸的轉角，S為6〇度，則： 貨^巧5^51^說t放 綜上所述，本發明新型的絕對式旋轉編碼器解決了現有技術編碼器的測量精度受光電 碼盤局限的技術性難題，與比傳統相關測量器件相比，降低了制作難度，縮短了生產周期， 降低了生產成本，具有顯著的進步。
【主權項】
1. 一種新型的絕對式旋轉編碼器，其特征在于，包括輸入軸，激光發射裝置，透鏡組，感 光陣列元件組，數據處理模塊，所述激光發射裝置固定于所述輸入軸上，所述透鏡組以圓周 陣列方式閉合成環狀布置在所述輸入軸周圍，所述感光陣列元件組以圓周陣列方式閉合成 環狀布置在所述透鏡組外圍，所述數據處理模塊與所述感光陣列元件組相連接。
2. 如權利要求1所述的一種新型的絕對式旋轉編碼器，其特征在于，所述透鏡組由三 個以上的凸透鏡構成。
3. 如權利要求1所述的一種新型的絕對式旋轉編碼器，其特征在于，所述感光陣列元 件組由三個以上的感光陣列元件構成，所述感光陣列元件由光敏單元組成，并用于將激光 發射裝置發出的激光轉換為電信號。
4. 如權利要求3所述的一種新型的絕對式旋轉編碼器，其特征在于，所述感光陣列元 件包括但不限于CMOS圖像傳感器陣列、C⑶圖像傳感器陣列、光敏二極管陣列。
5. 如權利要求1所述的一種新型的絕對式旋轉編碼器，其特征在于，所述數據處理模 塊包括儲存芯片和計算單元，所述儲存芯片儲存記錄有所述感光陣列元件上每一光敏單元 相對應的編碼，所述計算單元用于計算所述編碼相對應的角度。
6. 如權利要求1所述的一種新型的絕對式旋轉編碼器的測量方法，其特征在于，包括 以下步驟： 51、 通過聯軸器將本編碼器的輸入軸與待測量轉軸相連，輸入軸與機械轉軸做同步旋 轉運動，同時激光發射裝置通電，發出激光； 52、 激光在凸透鏡的聚焦作用下，激光照射在感光陣列上的某一光敏單元，受光的光敏 單元發出信號并傳輸到步驟S3中的數據處理模塊； 53、 數據處理模塊根據步驟S2中發出的信號讀取儲存芯片所儲存記錄的該受光的光 敏單元相對應的編碼，計算單元并根據該編碼計算得出被測轉軸的轉角，其中，所述計算方 法具體為：
其中：Of為被測軸的轉角 d為經透鏡聚焦射出的激光與水平面的角度，其值存儲記錄于儲存芯片； 沒為出射激光與相對感光陣列中心和焦點所在直線的角度； 其中
，h為被激光照射的光敏單元到感光陣列中心的距離，
，n為受 光的光敏單元的編碼值，x為光敏單元與光敏單元之間的距離；f為焦距； 54、 數據處理模塊將計算得出的被測軸轉角信息輸出。
【專利摘要】本發明公開了一種新型的絕對式旋轉編碼器，屬于編碼器領域，本編碼器包括輸入軸，所述激光發射裝置固定于所述輸入軸上，所述透鏡組以圓周陣列方式閉合成環狀布置在所述輸入軸周圍，所述感光陣列元件組以圓周陣列方式閉合成環狀布置在所述透鏡組外圍，所述數據處理模塊與所述感光陣列元件組相連接，同時本發明還公開了該編碼器的測量方法，本編碼器解決了現有技術的編碼器的測量精度受碼盤局限的技術性難題，為編碼器的實現原理提供新的思路；與比傳統相關測量器件相比，降低了制作難度，縮短了生產周期，降低了生產成本。
【IPC分類】G01D5-30
【公開號】CN104567953
【申請號】CN201510007947
【發明人】王新力
【申請人】佛山輕子精密測控技術有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月8日